Mecanismos biológicos involucrados en la memoria y separación de patrones en seres humanos : efectos de la actividad física

Ramírez Butavand, Daniela

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Título:	Mecanismos biológicos involucrados en la memoria y separación de patrones en seres humanos : efectos de la actividad física
Título alternativo:	Biological mechanisms involved in memory and pattern separation in humans : effect of physical activity
Autor:	Ramírez Butavand, Daniela
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Filiación:	Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Profesor Eduardo de Robertis" (IBCN)
Publicación en la Web:	2022-03-29
Fecha de defensa:	2021-07-02
Fecha en portada:	2021
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Director:	Bekinschtein, Pedro Alejandro
Director Asistente:	Ballarini, Fabricio Matías
Consejero:	Viola, Haydée Ana María
Jurado:	Calero, Cecilia Inés; Forcato, Cecilia; Romano, Arturo Gabriel
Idioma:	Español
Palabras clave:	MEMORIA EPISODICA; SEPARACION DE PATRONES; ACTIVIDAD FISICA; CONSOLIDACION; EVOCACION; CREATIVIDAD; IMAGINACION; NOVEDADEPISODIC MEMORY; PATTERN SEPARATION; PHYSICAL ACTIVITY; CONSOLIDATION; RETRIEVAL; CREATIVITY; IMAGINATION; NOVELTY
Formato:	PDF
Handle:	http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6860_RamirezButavand
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6860_RamirezButavand.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6860_RamirezButavand
Ubicación:	Dep.BIO 006860
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Ramírez Butavand, Daniela. (2021). Mecanismos biológicos involucrados en la memoria y separación de patrones en seres humanos : efectos de la actividad física. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6860_RamirezButavand

Resumen:

Nuestros recuerdos no solo nos definen como seres humanos sino que son la principal base de la creatividad y la imaginación. La memoria implica tanto recordar a lo largo del tiempo como también mantener los recuerdos diferenciados y no confundirlos. Se cree que la capacidad de diferenciar experiencias similares en recuerdos distintos se basa en la separación de patrones, un proceso definido computacionalmente mediante el cual se amplifican pequeñas diferencias en la entrada de información. Mejorar estas capacidades cognitivas a través de intervenciones sencillas y ecológicas ha sido uno de los grandes desafíos de la neurociencia aplicada. En este trabajo, basándonos en los mecanismos estudiados en otras especies, evaluamos diversas intervenciones (actividad física y novedad) en distintas características (separación de patrones, memoria, pensamiento divergente y convergente e imaginación) y fases de la memoria episódica (consolidación y evocación). En la primera parte, pusimos a punto dos tareas completamente novedosas mediante las cuales evaluamos la separación de patrones en humanos. La primera tarea espacial se desarrolló dentro de un entorno de realidad virtual en el que el participante pudo interactuar y navegar por una amplia arena. Encontramos que una intervención aguda de actividad física durante la consolidación de la memoria - y no durante la evocación - mejoró la retención de largo término de memorias espaciales similares y no generó ningún efecto en memorias espaciales disímiles. Sin embargo, el rendimiento de los participantes que realizaban actividad física de manera crónica no fue significativamente mejor que el del grupo control. La segunda tarea fue de objetos y se puso a punto de manera virtual. Se observó que la actividad física aguda en este caso mejoró la memoria en general (tanto las memorias similares como las de reconocimiento clásico) con respecto al grupo control. En la segunda parte, estudiamos el efecto modulador de un evento novedoso en distintos aspectos de la memoria episódica en estudiantes de escuela secundaria. Observamos que la novedad mejoró la evocación de una memoria gráfica si se daba inmediatamente antes de la evocación pero no una hora antes. La novedad, además, mejoró el rendimiento en una tarea que evaluó el pensamiento divergente, pero no en una de pensamiento convergente. Luego, estudiamos la interacción entre la evocación de la memoria episódica y las tareas de creatividad. Hallamos una competencia no recíproca entre ambas tareas por los recursos brindados por la novedad: la memoria mejoró con la novedad únicamente cuando la tarea se realizó antes que la de creatividad, mientras que el pensamiento divergente mejoró tanto cuando se realizó antes como después de la tarea de memoria. El efecto promotor de la novedad sobre la memoria no se pudo reproducir de manera virtual durante el período de confinamiento asociado a la pandemia de SARS-CoV-2. Por último, estudiamos la capacidad de imaginar escenas en un amplio rango etario y observamos que el mejor desempeño lo obtuvieron los grupos de edades medias de 24 y 46 años, mientras que, tanto participantes menores como mayores obtuvieron peores rendimientos. Además, vimos un efecto modulador positivo de la novedad en la imaginación de escenas para el grupo de participantes de 6 años. Por lo tanto, en esta tesis, encontramos intervenciones sencillas y ecológicas de muy fácil aplicación real que mejoraron distintas capacidades cognitivas relacionadas con la memoria episódica en distintas poblaciones.

Abstract:

Our memories do not just define us as human beings, but are as well the cornerstone of our creativity and imagination. The memory is involved in remembering events over time and also in keeping memories differentiated and not confusing them. The capacity of differentiating similar experiences in separate memories is based on pattern separation, a computationally defined process by which small differences in information input are amplified. Improving these cognitive capacities through simple and ecological interventions has been one of the biggest challenges of applied Neuroscience. In this work, in which we based on the mechanisms studied in other species, we evaluated multiple interventions (physical activity and novelty) in different characteristics (pattern separation, memory, divergent and convergent thinking, and imagination) and phases of episodic memory (consolidation and retrieval). In the first part, we developed two completely novel tasks that enabled us to evaluate pattern separation in humans. The first spatial task took place inside a virtual reality environment in which each participant navigated and interacted through a wide arena. We found that an acute physical activity intervention during memory consolidation — and not during memory retrieval — improved long term retention of similar spatial memories and did not generate any effect on dissimilar spatial memories. However, the performance of the participants who engaged regularly in physical activity was not significantly better than the control group. The second task was related to objects and was set up virtually. In this case, it was observed that acute physical activity improved memory in general (both similar memories and classic recognition memories) in relation to the control group. In the second part, we studied the modulating effect of a novel event in different aspects of the episodic memory in high school students. We observed that the novelty improved the retrieval of one graphic memory if it was given immediately before the retrieval but not one hour before. Moreover, the novelty improved the performance in one task that evaluated divergent thinking, but not in one of convergent thinking. Then, we studied the interaction between episodic memory retrieval and creative tasks. We found a non-reciprocal competition between both tasks by the novelty given resources: the memory improved with the novelty only when the task was carried out before the creativity task, while divergent thinking improved when it was performed both before and after the memory task. The promoter effect of the novelty over the memory could not be reproduced virtually during the social restrictions imposed by the SARS-CoV-2 pandemic. Lastly, we studied the capacity to imagine scenes in a wide age range and we saw that the highest scores were achieved by the young and middle-aged groups of 24 and 46 years, while both younger and older participants performed worse. In addition, we saw a positive modulatory effect of the novelty on scene imagination for the 6-year-old group participants. Therefore, in this thesis, we found simple and ecological interventions of easy, real world application that improved different cognitive capacities related to episodic memory in different populations.

Citación:

---------- APA ----------

Ramírez Butavand, Daniela. (2021). Mecanismos biológicos involucrados en la memoria y separación de patrones en seres humanos : efectos de la actividad física. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6860_RamirezButavand

---------- CHICAGO ----------

Ramírez Butavand, Daniela. "Mecanismos biológicos involucrados en la memoria y separación de patrones en seres humanos : efectos de la actividad física". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2021.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6860_RamirezButavand

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